不同电刺激水平下眼外肌的本构关系研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11802196
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    28.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A1001.生物固体力学与生物流体力学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The accuracy of the amount of extraocular muscle (EOM) surgery is the key to the successful strabismus surgery. Millions of people in our country suffer from strabismus, and they need to accept surgical treatment. Establishing an eye movement model with all EOMs will be theoretically and clinically important to determine the amount of EOM surgery and realize the personalized design of the surgery of EOM. The constitutive relations of passively stretched EOMs have been well studied at present. However,the constitutive relations of EOMs at different innervations, which are crucial to the accuracy of eye movement modeling, have not been reported. In this project, we will establish the constitutive relations of EOMs stimulated by different electric currents through animal experiment. The research contains the following three parts. Firstly, the anatomical data of the orbit of rabbit are obtained by using the magnetic resonance imaging. Secondly, the animal is anesthetized, and the afferent nerve of the single EOM is stimulated by electric currents with different intensities and different frequencies. Meanwhile, the relationship of elongation-tension of the EOM is tested. Then the constitutive relations of the EOMs, with different electrical stimulation, are obtained. Thirdly, the corresponding eye movement model with various electrical stimulation is established, and the relationship between the rotational angle of the eyeball and the external force torque is calculated. And the control eye of the animal is rotated while it was stretched. The constitutive relations of the EOMs and the corresponding eye movement model are verified by the comparison between the experiment results and the modeling results. The project can provide the theoretical significance for biomechanics of the eye and improve the precision of the surgical amount of the EOM clinically.
眼外肌手术量的准确性是斜视手术成功的关键,我国有成百万的斜视患者需要接受手术治疗。建立考虑全部眼外肌的眼球运动模型,对确定眼外肌手术量、实现眼外肌手术的个性化设计具有重要的理论价值和临床实际意义。目前只有眼外肌被动拉伸的本构关系,眼外肌在不同神经兴奋水平下的本构关系还未见诸报道,后者对眼球运动建模的精确性至关重要。本项目拟通过动物实验建立眼外肌在不同电刺激水平下的本构关系。研究内容包括,通过核磁共振技术获取兔眼眶的解剖学数据;麻醉动物,在对单条眼外肌的传入神经进行电刺激(不同强度、频率)的同时,测试其伸长-拉力关系,最终得到各眼外肌在不同电刺激下的本构关系;建立相应的眼球运动模型,计算不同电刺激下眼球的转角与外力转矩的关系并与动物对照眼被动牵拉转动的实测结果进行对照,对眼外肌的本构关系和相应的眼球运动模型进行验证。项目对眼生物力学有重要的理论意义并对精确化眼外肌手术量有重要的临床指导意义。

结项摘要

眼外肌手术量的准确性是斜视手术成功的关键。建立考虑全部眼外肌、眼眶悬挂组织、视神经及眼外肌与巩膜粘附作用的眼球运动模型,对确定眼外肌手术量、实现眼外肌手术的个性化设计具有重要的理论价值和临床实际意义。目前在眼球运动建模中,眼眶悬挂组织的刚度、视神经对眼球运动的作用、眼外肌与巩膜之间的粘附作用都还不清楚。本项目的研究内容分为三部分。第一部分通过动物实验研究眼球运动过程中含四条眼外肌和不含眼外肌的眼眶悬挂组织的阻力和刚度。结果表明含四条眼外肌和不含眼外肌的眼眶悬挂组织的阻力值没有统计学差异,而刚度值有显著性差异。说明以往被用在眼球运动建模过程中的含眼外肌的眼眶悬挂组织的刚度是不准确的。第二部分通过逆向重建方法建立包含巩膜、角膜、晶状体、玻璃体、6条眼外肌和视神经的眼球运动三维模型,将模型分为有、无视神经两组并对其进行了有限元分析。结果表明同等受力情况下,无视神经组比有视神经组眼球转动角度更大。研究表明当眼球在小范围内运动时,视神经对眼球运动起明显作用。第三部分用不同尺寸的球形压头对不同湿度的猪眼外肌条带做了离体压痕实验,测试了眼外肌的粘附行为,并用Kendall模型进行了理论分析。进一步将眼外肌的粘附行为包含在传统的眼球运动模型中,分析了眼外肌与巩膜之间的粘附行为对眼球外转的调节作用。结果表明随着眼球外转角度的不同,外直肌和巩膜之间的粘附力是一个常数值。表明外直肌和巩膜之间的粘附对眼球外转运动有调控作用。由于粘附作用的调控,巩膜在眼球运动过程中才能维持稳定的形态。研究结果对眼生物力学有重要的理论意义并对精确化眼外肌手术量有重要的临床指导意义。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(1)
Three-dimensional finite element analysis of intramedullary nail with different materials in the treatment of intertrochanteric fractures
不同材料髓内钉治疗股骨粗隆间骨折的三维有限元分析
  • DOI:
    10.1016/j.injury.2020.10.102
  • 发表时间:
    2021-04-22
  • 期刊:
    INJURY-INTERNATIONAL JOURNAL OF THE CARE OF THE INJURED
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Wang, Chenyan;Li, Xiaona;Guo, Hongmei
  • 通讯作者:
    Guo, Hongmei
一种医用超声探头手柄助力器的设计
  • DOI:
    10.19529/j.cnki.1672-6278.2019.02.26
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    生物医学工程研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘记辰;郭荣荣;陈维毅
  • 通讯作者:
    陈维毅
Novel microsphere-packing synthesis, microstructure, formation mechanism and in vitro biocompatibility of porous gelatin/hydroxyapatite microsphere scaffolds
多孔明胶/羟基磷灰石微球支架的新型微球填充合成、微观结构、形成机制及体外生物相容性
  • DOI:
    10.1016/j.ceramint.2021.08.111
  • 发表时间:
    2021-09-28
  • 期刊:
    CERAMICS INTERNATIONAL
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Zhu,Yuhua;Chen,Song;Chen,Weiyi
  • 通讯作者:
    Chen,Weiyi
In vivo experimental study on the resistance and stiffness of orbital suspension tissues with/without the extraocular muscles
有/无眼外肌眼眶悬吊组织阻力和刚度的体内实验研究
  • DOI:
    10.1186/s12938-019-0688-4
  • 发表时间:
    2019-05-31
  • 期刊:
    BIOMEDICAL ENGINEERING ONLINE
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Guo, Hongmei;Gao, Zhipeng;Chen, Weiyi
  • 通讯作者:
    Chen, Weiyi
巩膜的区域性力学性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    医用生物力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范雨田;陈凌峰;高志鹏;郭红梅;宋婕
  • 通讯作者:
    宋婕

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其他文献

文献半衰期研究现状
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    医学信息学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何钦成;郭红梅;邵艳娥
  • 通讯作者:
    邵艳娥
考虑成本声誉的动态供应链激励契约
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  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    计算机集成制造系统
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    --
  • 作者:
    郭红梅;汪贤裕;王新辉;GUO Hong-mei,WANG Xian-yu,WANG Xin-hui (Business S
  • 通讯作者:
    GUO Hong-mei,WANG Xian-yu,WANG Xin-hui (Business S
膜反应器中生物质甘油制氢反应的热力学研究
  • DOI:
    10.16357/j.cnki.issn1000-5862.2017.03.03
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    江西师范大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    文久利;刘显亮;王宇慧;郭红梅;张小亮
  • 通讯作者:
    张小亮
对2005—2009年JCR(自然科学版)计量指标的分析研究
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    科技管理研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    金晶;郭红梅;何钦成
  • 通讯作者:
    何钦成
对诺贝尔奖获得者论文施引行为的马太效应初探
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  • 期刊:
    情报科学
  • 影响因子:
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  • 作者:
    何钦成;郭红梅;金晶
  • 通讯作者:
    金晶

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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